活性炭如何制造(zao)活性炭納(na)米纖維

　　在(zai)本(ben)介(jie)紹中(zhong)，為(wei)改善活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭對揮(hui)發性(xing)(xing)有(you)機(ji)化(hua)合(he)物的(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)，制備(bei)了(le)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭和(he)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭納(na)米纖(xian)維的(de)復(fu)合(he)材(cai)料(liao)(liao)(VOC)呼(hu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)機(ji)的(de)性(xing)(xing)能及其使用。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭用硝酸鎳催化(hua)劑前體(ti)浸(jin)漬，碳納(na)米纖(xian)維用催化(hua)學氣相沉積(CNF)直接沉積在(zai)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭表(biao)(biao)面(mian)。在(zai)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭微(wei)孔中(zhong)沉積的(de)催化(hua)劑顆(ke)粒(li)上的(de)CNF被CO 恢復(fu)表(biao)(biao)面(mian)積和(he)微(wei)孔。復(fu)合(he)材(cai)料(liao)(liao)的(de)結(jie)構表(biao)(biao)征采用比表(biao)(biao)面(mian)(BET)分別與電(dian)子顯微(wei)鏡技術(shu)。苯(ben)、甲苯(ben)和(he)二(er)甲苯(ben)是制備(bei)的(de)復(fu)合(he)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)劑(BTX)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)，然后以(yi)顆(ke)粒(li)形式用于有(you)機(ji)呼(hu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)機(ji)。玻(bo)璃(li)柱中(zhong)的(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)劑用于吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)空氣樣(yang)品的(de)可調流速。*后，通(tong)過氣相色譜(pu)分析，在(zai)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)管中(zhong)捕(bu)獲吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)柱中(zhong)未吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)的(de)任何(he)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)物質。在(zai)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭 / 碳納(na)米纖(xian)維上均勻地形成了(le)具(ju)有(you)約10-20nm直徑很薄的(de)CNF。用CO 2活(huo)(huo)化(hua)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭/ 碳納(na)米纖(xian)維制備(bei)的(de)呼(hu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)機(ji)筒的(de)突破(po)時間(jian)為(wei)117分鐘，比同重核桃殼活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭制備(bei)的(de)呼(hu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)機(ji)筒明顯延長。

　　揮(hui)(hui)發性有機(ji)化(hua)(hua)合物(wu)(VOC)它是(shi)一種可能在環境中造成嚴重健康問(wen)題(ti)的化(hua)(hua)學污染物(wu)。苯(ben)(ben)、甲苯(ben)(ben)、二甲苯(ben)(ben)等揮(hui)(hui)發性有機(ji)化(hua)(hua)合物(wu)(BTX)已知或懷疑是(shi)致癌物(wu)。

　　吸(xi)附劑對污染物的吸(xi)附是(shi)控(kong)制VOC*重要的排放方法之一。活性炭(AC)固定(ding)床形式的環境控(kong)制是(shi)*常用的吸(xi)附劑。這是(shi)其內(nei)表面(mian)積(ji)和(he)孔體積(ji)大(da)，以及(ji)以低(di)成(cheng)本(ben)吸(xi)收有機(ji)蒸氣的能力。這些(xie)特(te)性使其*實用的吸(xi)附劑之一通過空(kong)氣凈(jing)化器、呼吸(xi)器或個人保護設備(bei)從吸(xi)入的空(kong)氣中去除有毒氣體和(he)蒸汽(qi)。填(tian)充(chong)床中含有活性炭顆粒，通過吸(xi)附劑吸(xi)收空(kong)氣中的有機(ji)蒸氣。

　　活(huo)性(xing)(xing)炭無結構，物(wu)理化學(xue)性(xing)(xing)質(zhi)復雜。選擇性(xing)(xing)差，尤其是芳(fang)香族(zu)化合物(wu)。活(huo)性(xing)(xing)炭的(de)吸附(fu)能(neng)力受以(yi)下因素的(de)限制：表面活(huo)性(xing)(xing)位點的(de)密(mi)度(du)、吸附(fu)鍵的(de)活(huo)化能(neng)、非均(jun)相(xiang)系統中(zhong)吸附(fu)緩慢的(de)動(dong)力學(xue)和(he)不(bu)平(ping)衡、吸附(fu)劑表面及(ji)其吸附(fu)劑表面的(de)傳質(zhi)速率尺寸相(xiang)對較大。

　　為(wei)了(le)克服(fu)上述限制(zhi)，提出(chu)了(le)一種(zhong)新型合成碳材料作為(wei)改善活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附性(xing)能的候選人或裝飾因(yin)素。近年來，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)納(na)米纖維受(shou)到越(yue)來越(yue)多的關注和(he)廣泛(fan)的研究(jiu)。由(you)于其(qi)有趣的性(xing)質（純(chun)度、機械強度、高幾何(he)表面等(deng)），它們(men)被確(que)定(ding)為(wei)特定(ding)的活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)材料，并有潛(qian)力作為(wei)吸(xi)附劑和(he)催化劑載體。

　　制(zhi)造活性炭材(cai)料的方法

　　這次(ci)使用核桃殼(ke)來(lai)作為活(huo)性炭的(de)(de)(de)制(zhi)作材(cai)料。氫氧化(hua)(hua)(hua)鉀(jia)被用作生產活(huo)性炭*有(you)效的(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)之(zhi)一的(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學活(huo)化(hua)(hua)(hua)劑。然(ran)后(hou)初始粒(li)度(du)為0.21-0.35mm破碎、研磨和篩(shai)分核桃殼(ke)。然(ran)后(hou)將殼(ke)放入氫氧化(hua)(hua)(hua)鉀(jia)溶(rong)液中，輕輕加熱2小時。然(ran)后(hou)把它們放在(zai)(zai)(zai)150℃烘箱干(gan)燥。然(ran)后(hou)在(zai)(zai)(zai)石英(ying)管反(fan)應器中碳化(hua)(hua)(hua)浸漬的(de)(de)(de)殼(ke)樣(yang)1小時。激活(huo)后(hou)，樣(yang)品在(zai)(zai)(zai)N 2流(liu)冷卻，0.5N用冷蒸(zheng)餾水沖洗(xi)鹽酸兩(liang)次(ci)，去除(chu)任何殘留的(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學物(wu)質。110洗(xi)滌樣(yang)品℃在(zai)(zai)(zai)烤箱里干(gan)燥。制(zhi)備具(ju)有(you)不同(tong)重量(liang)比的(de)(de)(de)活(huo)化(hua)(hua)(hua)劑(氫氧化(hua)(hua)(hua)鉀(jia))到核桃殼(ke)并(bing)具(ju)有(you)不同(tong)活(huo)化(hua)(hua)(hua)溫度(du)的(de)(de)(de)樣(yang)品，

　　碳納(na)米纖維在活性(xing)炭上(shang)合成(cheng)催化劑(ji)

　　將(jiang)先干活性炭(tan)(tan)浸(jin)泡在(zai)65中(zhong)℃有規定(ding)量的鎳水溶液(ye)。大部分(fen)水分(fen)蒸(zheng)發后，真空烘箱中(zhong)的濕活性炭(tan)(tan)為120℃干燥2小(xiao)時(shi)。由常(chang)規水平管(guan)(guan)爐(lu)加(jia)熱的石英流反應器(直徑3cm，長度100cm)中(zhong)合成(cheng)活性炭(tan)(tan)納(na)米(mi)纖維。將(jiang)指定(ding)量的活性炭(tan)(tan)放置在(zai)反應器管(guan)(guan)中(zhong)心的氧化鋁船皿中(zhong)。

　　氫氣中(zhong)的催化(hua)劑為500℃還原2小(xiao)時(shi)后，甲烷200cm 3 / min的速度在550℃在氧化(hua)鋁船上流動1小(xiao)時(shi)，并(bing)被催化(hua)分解(jie)。納米碳(tan)通(tong)過化(hua)學氣相沉積(CVD)生長在交流載體材料上。采用酸(suan)處理(li)去(qu)除催化(hua)劑顆(ke)粒，純化(hua)活性(xing)炭納米纖維樣品(pin)。在超(chao)聲波(bo)處理(li)的幫助下(xia)，樣品(pin)和鹽(yan)酸(suan)(3)M)將(jiang)硝酸(suan)混(hun)合12小(xiao)時(shi)(2M)再混(hun)合12小(xiao)時(shi)。

　　*后，用冷(leng)蒸餾(liu)水(shui)沖洗(xi)樣品，去除殘留(liu)的化學物質(zhi)。110洗(xi)滌樣品℃在(zai)烤箱里(li)干燥12小時。

　　通(tong)過(guo)控制量CO 2合(he)成復合(he)物(wu)通(tong)過(guo)懸浮在(zai)爐(lu)內(nei)反應器管中的復合(he)物(wu)進(jin)行物(wu)理激活。樣(yang)(yang)品在(zai)爐(lu)內(nei)N 2流下(xia)加熱，指定反應溫度每分(fen)鐘升高5℃，然后在(zai)450℃在(zai)溫度下(xia)保(bao)持5小時。然后將樣(yang)(yang)品放在(zai)150℃在(zai)掃描電(dian)子(zi)顯微鏡和透射電(dian)子(zi)顯微鏡下(xia)，觀察活性炭納米(mi)復合(he)材料(liao)的納米(mi)結構和形狀。